Over de gehele wereld breken diverse uitvinders, technisch ingenieurs en andere wetenschappers zich al decennia lang het hoofd over hoe toch het beste gebruik te kunnen maken van natuurlijke energiebronnen. Denk daarbij aan de zon, wind en zee. Zonnepanelen zijn al jaren in zwang, evenals windmolens en -turbines. Maar die zee… Hoe kun je daar nou gebruik van maken? De Curaçaoënaar Tony van Sprang wist als eerste ter wereld die noot te kraken. Daarvoor kreeg hij onlangs internationale erkenning. Hij is ‘Energy Engineer of theYear for the Latin America Region’ geworden, een prijs die wordt toegekend door de mondiale organisatie ‘Association of Energy Engineers’, voor exceptionele bijdragen aan de vooruitgang van technologie.

STEUN RO

“Dat is natuurlijk nogal wat”, knikt Tony van Sprang, gezeten op de porch van zijn huis in Julianadorp. Hij kijkt er een beetje beduusd bij. “Ik kan het nog steeds niet goed geloven. Ik was al zwaar onder de indruk toen ik hoorde dat ik genomineerd was. Maar toen mijn naam genoemd werd als winnaar van de titel tijdens de uitreikingsceremonie van het World Energy Engineering Congress te Atlanta was ik echt even van de wereld. Het is namelijk een enorm belangrijke en prestigieuze prijs. Een erkenning voor mijn jarenlange werk. Weet je, je gelooft ergens in waar eigenlijk niemand meer in gelooft en dus ga je maar door. Als je het dan voor elkaar krijgt, is dat voor je eigen gevoel normaal, want je gelóófde erin. Dus dan voelt het ergens wel wat vreemd als je daar ineens uitbundig voor wordt geprezen. Maar desalniettemin ben ik natuurlijk enorm  blij met deze erkenning.”

Tony van Sprang is een geboren en getogen Curaçaoënaar, een Yu di Kòrsou zoals ze dat op het eiland plegen te noemen. Hij ging studeren in Nederland en kwam na het behalen van zijn HTS-diploma Werktuigbouwkunde terug naar zijn geliefde eiland, vastbesloten om iets voor Curaçao te gaan betekenen. “Ik was altijd al gefascineerd door natuurlijke energiebronnen”, vertelt hij. “En daarvan hebben we er ‘plenty’ op Curaçao. Ik vond dat we daar dan ook iets mee moesten doen. Voor wat betreft de zon en de wind, op dat gebied waren er al diverse ontwikkelingen gaande, dus ik koos ervoor om me op de zee te richten. Daar móesten we iets mee kunnen. De zee is er namelijk altijd, en heeft dus geen back-up nodig zoals bij wind- en zonnen-energie. Ze is altijd in beweging en kent een vrije continue temperatuur. Vanaf dag één dat ik als gediplomeerd ingenieur terug was op Curaçao ben ik ermee bezig geweest. Denken, observeren, lezen, erover praten met vakgenoten wereldwijd, experimenteren… Jaar na jaar en stapje voor stapje kwam ik steeds iets verder in mijn streven om zeewater te kunnen gebruiken om gebouwen te koelen. Daar ligt namelijk het zwaartepunt van het dure energiegebruik voor alle commerciële en institutionele gebouwen. Niet alleen op het eiland, maar in mondiaal opzicht.”

Renaissance

Van Sprang was niet alleen in zijn droomwens om zeewater in te zetten als middel om te koelen. Over de gehele wereld buigen vele specialisten zich al vele jaren over dat vraagstuk. Begin deze eeuw leek er een doorbraak op komst met het SWAC-systeem, hetgeen staat voor Sea Water Air Conditioning. Daarbij wordt koud zeewater gebruikt om gebouwen te koelen. Probleem voor tropische gebieden is evenwel dat het zeewater niet koud is en dat je dus met een heel lange buis bijzonder diep de zee in moet om zeewater te vinden van de benodigde temperatuur om te kunnen koelen. Daarbij dient dan ook nog eens de pomp op een fikse diepte te worden geplaatst omdat het anders niet lukt het water omhoog te pompen, gezien de enorme neerwaartse druk. De lengte van de buis én het installeren en gebruiken van de pomp op de noodzakelijke diepte brengt een enorme investering met zich mee die een SWAC-project in deze contreien moeilijk realiseerbaar maakt. “Dat wil je dus niet”, knikt Van Sprang. “Want je wilt juist besparen, zowel in financieel als milieutechnisch opzicht.” Hierdoor vind je wereldwijd slechts een handvol SWAC-projecten, in gematigde klimaten waar het koude water op geringe diepte te bereiken is met een korte pijpleiding.

Een ander probleem van zeewater is dat het enorm corrosief is, met andere woorden: zeewater maakt alles kapot. Het salpeter (zout) verwoest zelfs roestvrij staal… “Ik wist al snel dat ik twee problemen op te lossen had om zeewater te kunnen gebruiken in een koelingsproces”, vertelt Van Sprang. “De temperatuur van het water en de samenstelling van het water. Door veel experimenten uit te voeren kwam ik steeds een stapje dichter bij de oplossing. Zo voelde ik dat en dat gaf me steeds de energie om door te gaan. Zo heb ik ook een systeem aangelegd dat op OWAC lijkt, maar dat was op de klassieke, indirecte manier ge-engineerd, zoals dat ook op schepen gebeurt. Dat systeem is aangelegd in het Renaissance Resort, hier op Curaçao. Enerzijds om water op te pompen voor de Infinity Pool, die gevuld is met zeewater, anderzijds om te gebruiken als koelwater voor de airconditioninginstallatie van het hotel. Die installatie bevestigde voor mij dat de klassieke, marine-ontwerpmethodologie niet dé oplossing is voor tropische regio’s die een relatief hoge zeewatertemperatuur kennen. En dus ging ik verder.”

Ministerie van Financiën

Van Sprang kende een grote doorbraak toen hij leerde hóe de corrosieve effecten van het zeewater onder controle te krijgen. “Toen kon ik echt aan de slag met het bouwen van een koelinstallatie die draait op zeewater”, vertelt hij. “Schoon zeewater, dat installaties niet van binnenuit sloopt. De overheid had indertijd de wens om het gebouw van het Ministerie van Financiën bij de restauratie in het groenste gebouw van Curacao om te toveren en ik kreeg daar de gelegenheid om het inmiddels uitgewerkte OWAC-concept voor het eerst toe te passen. OWAC staat dan voor Ocean Water Assisted Cooling, zo heb ik het systeem genoemd. Met behulp van een Curaçaos installatiebedrijf en een Australische equipmentfabrikant ben ik gaan bouwen aan een prototype dat geplaatst werd in een speciale ruimte achter het Ministerie. Hoe verder we kwamen in het hele proces, hoe spannender het werd natuurlijk. Ik proefde de scepsis om me heen van een heleboel mensen die niets snapten van wat we daar nou aan het doen waren. Toen het eenmaal zo ver was en we het systeem voor het eerst  in gebruik konden nemen was iedereen in gespannen afwachting. Zou het koel worden in het Ministerie van Financiën? Ik las het van de gezichten, maar ik was er niet bang voor, ik wist dat het ging lukken. Even later ging er gejuich op: het systeem werkte!”

Voor zij die nog nooit in het gebouw van het Ministerie zijn geweest, het is er heerlijk koel. Eureka! Maar Van Sprang wilde nog niet te vroeg juichen. Hij was vooral benieuwd hoe het systeem zich over langere tijd zou houden. Of de corrosiviteit van het zeewater inderdaad onder controle was én… wat het uiteindelijk voor besparing zou opleveren, zowel voor het milieu als voor de portemonnee, want daar was het natuurlijk allemaal om begonnen. “Het systeem draait nu drie jaar probleemloos en is geheel vrij van corrosie”, aldus Van Sprang. “We zijn nauwelijks geconfronteerd geworden met kinderziektes en na drie jaar weten we dat het systeem werkt én dat het een besparing van 75 procent oplevert, in dit specifieke geval. Het essentiële voordeel is dat de aanleg van het systeem niet kostbaar is, in vergelijking met het SWAC-systeem, maar wél een gelijkwaardig operationeel rendement oplevert, en dat zelfs bij kleine projecten.” Het bewijs hiervoor is het Ministerie van Financiën, waar OWAC een bedrijfseconomisch succesverhaal is.

Voor alle duidelijkheid: er stroomt geen zeewater door het Ministerie van Financiën. Het zeewater wordt louter ingezet om een gesloten systeem te koelen, met behulp van speciaal geprepareerde chillers. Het verbruikte zeewater stroomt met 800 liter per minuut terug de zee in. Het wordt daarbij over het wateroppervlak verspreid, zodanig dat het temperatuurverschil van het deel zee waarin het gebruikte water terugstroomt zo laag is dat het niet eens meetbaar is. “Een zeer belangrijke bijkomstigheid, want het systeem moest natuurlijk geen nadelige gevolgen kennen voor het milieu”, stelt Van Sprang. “Daarom kan het OWAC-systeem supergroen worden genoemd.”

De duurzaamheid van het systeem kent derhalve vele facetten, reden waarom  OWAC wereldwijd een grote hit kan worden. “Dat denk ik wel”, lacht Van Sprang. “Het systeem heeft zichzelf bewezen en is klaar om op grote schaal toegepast te worden. Dat is prachtig, maar mijn grootste vreugde ligt toch wel in het feit dat ik het voor elkaar gekregen heb, als eerste in de wereld. Het maakt me een trotse Yu di Kòrsou.

Het geheim van OWAC

OWAC staat voor Ocean Water Assisted Cooling. De naam is in 2013 ontstaan tijdens een internationaal congres over energie op Curaçao waar Van Sprang een van de sprekers was. Het houdt in dat er zeewater wordt gebruikt om een airconditioning systeem efficiënter te laten functioneren. Traditionele airconditioningsystemen gebruiken nogal wat stroom én water om koude lucht te genereren die gebouwen en ruimtes koelt. Het OWAC-systeem gebruikt zeewater om te koelen. Het zeewater wordt aan de oppervlakte opgepompt, in diverse fasen van haar corrosiviteit ontdaan (zónder gebruik van chemicaliën!) en vervolgens doorgepompt naar een zogeheten ‘chiller’. Dat apparaat koelt een gesloten systeem met gewoon water – dat nooit vervangen behoeft te worden – stroomt via een ingenieus buizensysteem door de chiller en vindt vervolgens zijn weg door het gebouw. Ventilatoren blazen langs de koude buizen koele lucht het gebouw in, precies zoals een ‘traditionele’ airconditioning werkt. De exacte werking van het systeem – en dan met name het proces waarbij het zeewater van zijn destructieve karakter wordt ontdaan – dat blijft natuurlijk het geheim van de smid.

Toekomstvisie Sprangers

De kracht van thermodynamica. “Koeling is een essentiële commodity in ons tropisch klimaat”, zegt Van Sprang. “We kunnen én willen inmiddels niet meer zonder. Koeling vreet evenwel energie en daar willen we wereldwijd juist van af! In bijvoorbeeld de hotelsector wordt de belasting van het globale klimaat steeds belangrijker voor de keuze die toeristen maken voor het kiezen van een bestemming. Die trend  is reeds waar te nemen in Europa, waar bestemmingen worden gerangschikt naar hun CO2-voetafdruk. Toerisme en energie worden dus steeds inniger aan elkaar gerelateerd. Dit heeft een direct gevolg voor onze concurrentiepositie als verantwoorde toeristische bestemming, zeker als je meerekent dat er een lange en dus energie-intense vlucht aan vooraf gaat om hier te komen en om weer terug naar huis te gaan. Mensen beginnen zich steeds meer zorgen te maken over klimaatverandering. OWAC is een praktische oplossing voor het drukken van de CO2 footprint van onze hotelindustrie en geldt zo dus als een versterking van onze toeristische concurrentiepositie.”

Agricultureel beleid, voedselproductie en voedselafhankelijkheid. “Het inzicht dat we iets moeten doen aan onze voedselafhankelijkheid begint op Curaçao langzamerhand te groeien”, stelt Van Sprang. “Echter is de variëteit van gewassen die men in ons klimaat gedurende het gehele jaar kan verbouwen bijzonder beperkt. Doorgaan op de huidige weg betekent dus dat het resultaat van hetgeen lokaal wordt geproduceerd niet tot nauwelijks zal veranderen. De oplossing hiervoor ligt in de toepassing van de juiste technologie en methodologie, zoals men dat ook in Nederland doet. Nederland heeft zich als klein land met een relatief ongunstig klimaat getransformeerd tot de grootste exporteur van groenten ter wereld, door toepassing van klimaattechnologie in kassen. Op Curaçao kan dat ook, maar daarvoor moeten we dan wél investeren in speciaal voor ons tropische klimaat gebouwde kassen die eventueel door een OWAC-systeem worden geklimatiseerd voor een optimale en continue productie van kwaliteitsgewassen. Een aantal jaren geleden is er op Bándabou (een plattelandsregio op Curaçao, JB) al eens een commercieel kasproject opgezet, maar dat is jammerlijk mislukt. De intentie was goed, maar foutieve engineering richtte het project ten gronde. OWAC in combinatie met goed ontworpen tropische kassen maakt het mogelijk grootschalige commerciële tuinbouw toe te passen die ons in onze voedselvoorziening substantieel minder afhankelijk kan maken en tevens voor flink wat werkgelegenheid kan zorgen. Daar bovenop zou men zelfs in de nabije regio speciale gewassen kunnen exporteren.”

Ontlasting van onze elektrische infrastructuur. “Regelmatig worden we op Curaçao geconfronteerd met schakelprogramma’s van Aqualectra doordat er niet voldoende capaciteit beschikbaar is”, weet Van Sprang uit eigen ervaring. “Onze ambities om meer hotels te bouwen en grote nieuwe projecten zoals het ziekenhuis, zullen in de toekomst onze energiegeneratie en distributie-infrastructuur flink extra gaan belasten. Dan kunnen we natuurlijk nieuwe centrales blijven bouwen om onze ambitie op verantwoorde manier waar te maken, maar de toepassing van OWAC bij bestaande én nieuwe grote hotel- en utiliteitsprojecten kan de noodzakelijke vraag om energie dermate indammen, dat uitbreiding van de Aqualectra-capaciteit geminimaliseerd kan worden en de bevolking er dus geen nadelige gevolgen van hoeft te ondervinden. Integendeel zelfs.”